In modern construction, digital technologies that differ from traditional computer‑aided design are becoming increasingly important. Alongside information modeling, tools for visualization and interactive interaction with project data are also being actively developed, in particular, technologies of virtual, augmented, and mixed reality.

This work will systematize information about the capabilities of AR, VR, and MR in the construction process and will identify the main obstacles to their widespread adoption.

Keywords: computer technology, augmented reality, mixed reality

В современном строительстве всё большее значение приобретают цифровые технологии, что выходят за рамки традиционного автоматизированного проектирования. Наряду с информационным моделированием активное развитие получают средства визуализации и интерактивного взаимодействия с проектными данными, особенно технологии виртуальной, дополненной и смешанной реальности. Данные инструменты, которые первоначально ассоциируются преимущественно с индустрией развлечений, сегодня находят применение в медицине, аэрокосмической отрасли, промышленном дизайне, а также в строительстве, где они способствуют повышению точности расчётов, качества визуальных представлений и безопасности на площадках.

В этой работе я хочу систематизировать сведения о возможностях AR, VR и MR в строительном процессе, выявить основные препятствия для их широкого внедрения и оценить перспективы развития данных технологий в отрасли.

Несмотря на смысловую близость, термины «виртуальная реальность», «дополненная реальность» и «смешанная реальность» обозначают различные способы взаимодействия пользователя с цифровым контентом, каждый из которых обладает специфическими функциональными возможностями.

Виртуальная реальность (VR) — технология, позволяющая полностью погрузить пользователя в искусственно сгенерированную среду. С помощью специализированных устройств: шлемов, очков, контроллеров, восприятие физического окружения полностью блокируется, а движения головы и тела отслеживаются и транслируются в цифровое пространство. Это позволяет заинтересованным сторонам — проектировщикам, застройщикам, инвесторам, потенциальным покупателям — совершать виртуальные обходы объекта на ранних стадиях проектирования, выявлять коллизии и согласовывать архитектурно-планировочные решения до начала строительно-монтажных работ.

Дополненная реальность (AR) , напротив, никак не замещает физический мир, а накладывает на него цифровые элементы, такие как: 3D-модели, текстовые надписи, анимацию, через экраны мобильных устройств или специальные очки. В строительном контексте технология позволяет визуализировать будущее здание непосредственно на участке застройки, оперативно сверять фактические параметры возводимых конструкций с проектными данными без обращения к бумажной документации, а также принимать решения непосредственно на стройплощадке.

Смешанная реальность (MR) занимает промежуточное положение: она объединяет реальный и виртуальный миры, при этом объекты из обеих сред сосуществуют и взаимодействуют в реальном времени. Устройства MR сканируют окружающее пространство, «строят» его трёхмерную карту, после чего виртуальные объекты «понимают» геометрию и физику среды и могут, например, «присоединяться» к реальным конструкциям с учётом масштаба и ракурса. Это даёт возможность моделировать прокладку инженерных сетей, размещение перегородок и оценивать эргономику будущих помещений с высокой степенью достоверности.

Из этого следует, что каждая из рассмотренных технологий предоставляет уникальные преимущества, а их совместное использование способно существенно повысить ценность строительных проектов на всех этапах жизненного цикла.

Применение AR, VR и MR охватывает достаточно широкий спектр задач строительного производства.

Визуализация и проектирование . Инженеры и архитекторы получают возможность работать с объёмными моделями в трёхмерной среде, что значительно упрощает восприятие пространственных решений по сравнению с традиционными двухмерными чертежами. Визуализация позволяет не только улучшить качество проектных проработок, но и ускорить процесс согласования с заказчиками.

Логистика и управление строительством . С помощью иммерсивных технологий легче планировать графики поставок материалов, отслеживать состояние складских запасов и координировать действия строительных бригад. Оперативное выявление «конфликтов» между инженерными коммуникациями и конструкцией здания на ранних стадиях позволяет предотвратить переделки и оптимизировать сроки возведения.

Контроль качества и надзор . Руководители проектов могут накладывать цифровые чертежи на реальные объекты, проверяя соответствие выполненных работ проектным решениям. Это повышает объективность контроля и снижает риск ошибок, что, следовательно, влияет на качество.

Взаимодействие с заинтересованными сторонами . Для инвесторов, органов местного самоуправления и будущих пользователей объектов, возможно проведение виртуальных экскурсий по цифровым копиям зданий. Вместо статичных визуализаций и объёмных папок с документацией людям предоставляется интерактивный обход объекта, что повышает прозрачность и доверие к проекту.

Удалённое взаимодействие. В условиях рассредоточения заданий между командами, работающих над одним проектом из разных городов и регионов, AR/VR-технологии обеспечивают эффективную коммуникацию и совместный просмотр моделей без физического присутствия на площадке. Такие возможности особенно актуальны для России с её масштабами и разницей во времени.

Несмотря на очевидные преимущества, уровень использования рассматриваемых технологий в строительной отрасли остаётся невысоким. Тут можно выделить несколько ключевых препятствий.

Дефицит квалифицированных кадров . Ощущается острая нехватка специалистов, владеющих компетенциями в области разработки и применения AR/VR-решений в строительстве. Это обусловлено, как и новизной направления, так и отсутствием необходимых для этого направления образовательных программ. Также многие практикующие инженеры и прорабы не имеют достаточной мотивации или возможности для переобучения, что отчасти связано с консервативностью этой отрасли, однако, это не является определяющим фактором.

Финансовые ограничения . Создание или, что вероятнее, приобретение специализированного программного обеспечения, оборудования и настройка инфраструктуры требуют значительных инвестиций и строительные компании часто не готовы финансировать рисковые R&D-проекты в IT-сфере, предпочитая проверенные методы. Тем не менее, сейчас наблюдается постепенные сдвиги в отношении: организации, решившиеся на внедрение, получают конкурентное преимущество за счёт сокращения издержек, ускорения процессов и повышения качества работ.

Будущее AR, VR и MR в строительстве видится многообещающим. Эти технологии перестают быть элементами научной фантастики и постепенно становятся стандартным инструментарием, способным полностью трансформировать отрасль — подобно тому, как когда-то произошло с появлением персональных компьютеров. Несмотря на скептицизм отдельных представителей консервативного крыла, технический прогресс очевидно идёт к повышению эффективности и безопасности строительного производства. Компании, которые своевременно инвестируют в цифровую трансформацию, могут значительно улучшить свои конкурентные позиции в среднесрочной и долгосрочной перспективе.

Технологии виртуальной, дополненной и смешанной реальности предоставляют строительной отрасли мощный набор инструментов для визуализации, контроля, обучения и коммуникации. Основными сдерживающими факторами остаются кадровый голод и высокая стоимость внедрения, однако по мере удешевления оборудования и роста доступности программных решений эти барьеры будут постепенно снижаться. Внедрение иммерсивных технологий следует рассматривать не как временную моду, а как стратегическое направление развития, которое уже в ближайшие годы может стать обязательным условием конкурентоспособности строительных организаций.

Литература:

1. Augmented Reality and VR in Construction: How These Technologies Are Shaping the Future of Building Projects. — Текст: электронный // retailtechinnovationhub.com: [сайт]. — URL: https://retailtechinnovationhub.com/home/2024/11/17/augmented-reality-and-vr-in-construction-how-these-technologies-are-shaping-the-future-of-building-projects
2. Benefits and Challenges of Augmented Reality and Virtual Reality in Construction. — Текст: электронный // thearea.org: [сайт]. — URL: https://thearea.org/ar-news/benefits-and-challenges-of-augmented-reality-and-virtual-reality-in-construction/
3. Challenges and opportunities of augmented reality during the construction phase / Z. K. Ali, Hedayati Erfan, Khanzadi Mostafa, G. A. Gholamreza. — Текст: непосредственный // Automation in Construction. — 2022. — № 104586.